DE2461662C3

DE2461662C3 - Rotary hammer, in particular pneumatic hammer

Info

Publication number: DE2461662C3
Application number: DE2461662A
Authority: DE
Inventors: Kurt Oesten Saltsjoe-Boo Braennstroem (Schweden)
Original assignee: Atlas Copco AB
Current assignee: Atlas Copco AB
Priority date: 1973-12-31
Filing date: 1974-12-27
Publication date: 1978-04-20
Also published as: JPS5097966A; US3939921A; SE393940B; SE7317608L; DE2461662B2; JPS5842352B2; DE2461662A1; GB1458481A; CA1022408A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrhammer, insbesondere Druckluftbohrhammer, mit einem Maschinengeiiäuse, einem darin hin- und hergehend bewegbaren Antriebskolben, einem durch den Antriebskolben über ein Druckmittelkissen in einer Arbeitskammer gegen ein Werkzeug treibbaren Hammerkolben, einer ersten pneumatischen Vorrichtung zur Dämpfung des &> Rückhubes des Hamrnerkolbens, einer zweiten pneumatischen Vorrichtung zur Dämpfung der Bewegung des Hammerkolbens in Vorwärtsrichtung beim Überschreiten des normalen Arbeitshubs und zum rückschlagfreien Auffangen des Hammerkolbens in seiner vordersten Endstellung und einer Vorrichtung zur Leitung von Druckmittel aus der Arbeitskammer in einen Spülkanal des Werkzeugs, wobei der Druckmittelauslaß aus derThe invention relates to a hammer drill, in particular a pneumatic hammer, with a machine housing, a drive piston that can be moved back and forth therein, one through the drive piston A hammer piston which can be driven against a tool via a pressure medium cushion in a working chamber, a first pneumatic device for damping the &> Return stroke of the hammer piston, a second pneumatic device for damping the movement of the Hammer piston in forward direction when exceeding the normal working stroke and for non-kickback Catching the hammer piston in its foremost end position and a device for the management of Pressure medium from the working chamber into a flushing channel of the tool, the pressure medium outlet from the Arbeitskammer in den Spülkanal durch den Hammerkolben steuerbar ist, gemäß Patent 23 32 908.Working chamber in the flushing channel can be controlled by the hammer piston, according to patent 23 32 908.

Bei einem bekannten Hammermechanismus (Schwed. Patentschrift 3 19 134) ist die Arbeitskammer ständig mit dem Spülluftkanal im Bohrwerkzeug verbunden. Dadurch wird jedoch der maximale auf den Hammerkolben wirkende Druck begrenzt Um eine ausreichende Schlagenergie zu erhalten, muß deshalb der Querschnitt des Verbindungskanals klein gehalten werden, wodurch wiederum eine wirksame Spülung der Bohrung verhindert ist Gleiches gilt für eine andere bekannte Hammervorrichtung (DL-PS 80179), bei der eine Spülung des Bohrlochs durch Ausblasluft vorgesehen ist und zum Abbremsen des Rückhubs eines durch einen A ntriebskolben angetriebenen Hammerkolberis ein diesen umgebender Ring vorgesehen istIn a known hammer mechanism (Swedish Patent 3 19 134) the working chamber is constantly connected to the scavenging air channel in the drilling tool. However, this limits the maximum pressure acting on the hammer piston. In order to obtain sufficient impact energy, the cross-section of the connecting channel must therefore be kept small, which in turn prevents effective flushing of the bore. The same applies to another known hammer device (DL-PS 80179) is provided in the flushing of the bore hole by blow air and for braking the return stroke of a ntriebskolben by an a driven Hammerkolberis a surrounding this ring is provided

Bei anderen bekannten Bohrhämmern (DT-PS 4 03 852 und 9 35 182) wird der Hammeirkolten zur Steuerung der aus der Arbeitskammer verdrängten Spülluft benutzt, wobei jedoch eine Verstärkung der Spülung durch Umstellung des Hammerbetriebs nicht möglich ist.In other known rotary hammers (DT-PS 4 03 852 and 9 35 182) the Hammeirkolten is used Control of the purge air displaced from the working chamber used, but with an amplification of the Flushing is not possible by changing the hammer mode.

Durch den eingangs bezeichneten Bohrhammer nach Hauptpatent 23 32 908 wird erreicht, daß auf den Hammerkolben ein höherer maximaler Treibdruck wirken kann und demzufolge eine größere Schlagenergie zustande kommt, andererseits jedoch auch bei Bedarf eine wirksame Spülung möglich ist, weil der Verbindungsleitung zwischen der Arbeitskammer und dem Spülluftkanal im Werkzeug in weiten Grenzen ein beliebig großer Querschnitt gegeben werden kann. Es wird jedoch zum Dämpfen des Hammerkolbens ein besonderer, im Maschinengehäuse axial verschieblich geführter Fangring gebraucht, der mit seinem axial vorderen Ende die radial äußere Begrenzung der eingangs genannten zweiten pneumatischen Dämpfungsvorrichtung und mit seinem axial hinteren Ende einen erst in der Endphase des Rückhubs vom Hammerkolben mitgenommenen .Dämpfungskolben der ersten pneumatischen Dämpfungsvorrichtung bildet.By the above-mentioned hammer drill according to the main patent 23 32 908 is achieved that on the Hammer piston a higher maximum driving pressure can act and consequently a greater impact energy comes about, on the other hand, however, also with Effective flushing is possible because of the connection line between the working chamber and the scavenge air duct in the tool can be given any large cross-section within wide limits. It However, a special one, axially displaceable in the machine housing, is used to dampen the hammer piston guided catch ring used, the radially outer limit of the with its axially front end initially mentioned second pneumatic damping device and with its axially rear end a .damping piston that is only taken along by the hammer piston in the end phase of the return stroke the first pneumatic damping device forms.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bohrhammer des Hauptpatents 23 32 908 dahingehend zu verbessern, daß die Mittel zur Dämpfung der Bewegungen des Hammerkolbens vereinfacht werden können, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die erste pneumatische Vorrichtung die Bewegung des Hammerkolbens über den Hauptteil des Rückhubes stärker dämpfend ausgebildet ist als die zweite pneumatische Vorrichtung die Bewegung des Hammerkolbens beim Überschreiten des normalen Arheitshubs.The invention is based on the object of the hammer drill of the main patent 23 32 908 to that effect to improve that the means for damping the movements of the hammer piston are simplified can, and this object is achieved according to the invention in that the first pneumatic device the movement of the hammer piston over the main part of the return stroke is designed to be more dampening than that second pneumatic device the movement of the hammer piston when exceeding the normal Work hubs.

Da der Hammerkolben bereits während des Hauptteils des RUckhubs stärker gebremst wird, kann der Fangring zum Abfangen des Hammerkolbens vor seiner hinteren Endstellung entfallen und dadurch der Bohrhammer um ein Verschleißteil erleichtert werden. Die zunächst nur geringe Dämpfung des Hammerkolbens nach Überschreiten des normalen Arbeitshubs bietet den Vorteil, daß im wesentlichen die volle Schlagenergie auch dann noch auf das Werkzeug übertragen wird, wenn dieses nicht ganz bis zum Anschlag im Maschinengehäuse sitzt.Since the hammer piston is braked harder during the main part of the return stroke, the Catch ring for catching the hammer piston in front of its rear end position is omitted and thus the Rotary hammer to be relieved of a wearing part. The initially only slight damping of the hammer piston after exceeding the normal working stroke offers the advantage that essentially the full impact energy is still applied to the tool is transmitted if it is not fully seated in the machine housing as far as it will go.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung besteht die erste pneumatische Vorrichtung aus einer ersten, unmittelbar hinter dem Hammerkolben angeordneten zylindrischen Kammer und einem Schlitz zwischen dem Hammerkolben und dem Maschinengehäuse und dieIn a preferred embodiment of the invention there is the first pneumatic device from a first, arranged immediately behind the hammer piston cylindrical chamber and a slot between the hammer piston and the machine housing and the

zweite pneumatische Vorrichtung aus einer vor dem Hammerkolbsn angeordneten zweiten zylindrischen Kammer sowie einem mit dieser verbundenen Auslaßkanal im Maschinengehäuse und dem Schlitz, wobei der AuslaOkanal mit Abstand hinter dem vorderen Ende der s zweiten Kammer in diese mündet. Second pneumatic device comprising a second cylindrical chamber arranged in front of the hammer piston and an outlet channel connected to this in the machine housing and the slot, the outlet channel opening into the second chamber at a distance behind the front end of the latter.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigtThe invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment shown in the drawing explained it shows

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Bohrhammer, wobei sich der Hammerkolben in der hinteren Endstellung befindet,Fig. 1 is a partial section through a hammer drill, the hammer piston in the rear End position is,

F i g. 2 einen Teilschnitt wie gemäß F i g. 1, wobei sich jedoch der Hammerkolben in der Stellung des Aufschlages auf ein Werkzeug befindet,F i g. 2 shows a partial section as in FIG. 1, but the hammer piston is in the position of the Impact on a tool,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Bohrhammer mit dem Hammerkolben in seiner vorderen Endstellung.F i g. 3 shows a longitudinal section through a hammer drill with the hammer piston in its front end position.

Der in der Zeichnung dargestellte Bohrhammer besteht aus einem Maschinengehäuse 1 und dieses wiederum aus einem unteren Gehäuseteil 17, einem mittleren Teil 18 und einem oberen Gehäuseteil 19. Innerhalb des Maschinengehäuses 1 ist ein An'riebskolben 2 hin- und hergehend beweglich geführt. Er wird durch eine Brennkraftmaschine 26 über eine Kurbelwelle 20 angetrieben. Der Bohrhammer gehört zu einer Gesteinsbohrmaschine 24 mit Handgriffen 25. Der Antriebskolben 2 hat die Funktion, über ein in einer Arbeitskammer 4 eingeschlossenes Druckgaskissen einen Hammerkolben 3 gegen ein Werkzeug 5 zu treiben. Das Druckgaskissen wird dadurch erreicht, daß der Antriebäk^lben 2 Luft komprimiert, die durch einen Lufteinlaß 21 in die Arbeitskammer 4 gelangt, wenn der Antriebskolben die Stellung nach F i g. 1 einnimmt.The hammer drill shown in the drawing consists of a machine housing 1 and this in turn from a lower housing part 17, a middle part 18 and an upper housing part 19. A drive piston 2 is guided so that it can move back and forth within the machine housing 1. He will driven by an internal combustion engine 26 via a crankshaft 20. The hammer drill belongs to one Rock drilling machine 24 with handles 25. The drive piston 2 has the function of one in one Working chamber 4 enclosed pressure gas cushion a hammer piston 3 against a tool 5 to drive. The pressurized gas cushion is achieved in that the drive cylinder 2 compresses air which is passed through a Air inlet 21 enters the working chamber 4 when the drive piston is in the position according to FIG. 1 occupies.

Dei Hammerkolben 3 ist mit einem äußeren Flansch 8 versehen. Zwischen dem Flansch 8 und dem Maschinengehäuse 1 befindet sich ein Schlitz 10, durch den beim Dämpfen der Bewegungen des Hammerkolbens 3 Luft gedrückt wird. Je nach der Bewegungsrichtung des Hammerkolbens, wird die Luft entweder aus einer ersten Kammer 22 hinter dem Flansch 8 des Hammerkolbens 3 oder aus einer zweiten Kammer 6 vor dem Hammerkolben gepreßt. Wenn der Hammerkolben 3 die Stellung nach F i g. 2 einnimmt, gelangt Druckluft aus der Arbeitskammer 4 über ein Rückschlagventil 16 in eine Leitung 14 zu einem Raum 27 im unteren Gehäuseteil 17. Von dort sfömt die Luft über einen Kanal 28 in einer Bohrmuffe 29 in einen Kanal 15 im Bohrwerkzeug 5, um das Bohrloch zu spülen. Während des Bohrens herrscht im Raum 27 ein Druck von ungefähr 0,15 atü, alsn irn wesentlichen atmosphärischer Druck. Ein Kanal 11 verbindet den Raum 27 entweder mit der ersten Kammer 22 oder der zweiten Kammer 16, je nach der Stellung des Hammerkolbens 3. Ein Kanal 12 verbindet die zweite Arbeitskammer 6 mit dem Kanal 11, so daß diese Leitungsverbindung zusammen mit dem Schlitz 10 eine pneumatische Drosselvorrichtung bildet, die eine schwächere Dämpfung eines über den normalen Arbeitshub nach vorn bis in die Stellung nach Fig.3 hinaus gehenden Hubes ergibt, als während des Rückhubes, wenn allein der Schlitz 10 für die Dämpfung sorgt. Die Kammern 6 und 22 können auch statt mit der Kammer 27 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden sein. Da der Hammerkolben 3, kurz bevor er in die Stellung nach Fig.3 gelangt, den Kanal 12 passiert, wird verhindert, daß er während extremer Arbeitsbedingungen beschädig· wird. Weil während des Arbeitshubes Luft aus der Arbeitskammer 4 durch die Leitung 14 ausgestoßen wird, ist der Rückhub des Hammerkolbens 3 gesichert, da auf diese Weise während des Rückhubes des Antriebskolbens 2 in der Arbeitskammer 4 ein Unterdruck erzeugt wird.The hammer piston 3 is provided with an outer flange 8. Between the flange 8 and the machine housing 1 is a slot 10 through which 3 air when damping the movements of the hammer piston is pressed. Depending on the direction of movement of the hammer piston, the air is either from a first chamber 22 behind the flange 8 of the hammer piston 3 or from a second chamber 6 pressed in front of the hammer piston. If the hammer piston 3 is in the position according to FIG. 2 occupies, arrives Compressed air from the working chamber 4 via a check valve 16 into a line 14 to a space 27 in the lower housing part 17. From there, the air flows through a duct 28 in a drill sleeve 29 into a duct 15 in the drilling tool 5 to flush the borehole. During drilling, there is pressure in space 27 of about 0.15 atmospheres, than essentially more atmospheric Pressure. A channel 11 connects the space 27 with either the first chamber 22 or the second Chamber 16, depending on the position of the hammer piston 3. A channel 12 connects the second working chamber 6 the channel 11, so that this line connection together with the slot 10 is a pneumatic Forms throttle device, which has a weaker damping of a forward up to the normal working stroke in the position of Figure 3 out going stroke results than during the return stroke, if only the Slot 10 provides cushioning. The chambers 6 and 22 can also instead of the chamber 27 with the surrounding atmosphere. Since the hammer piston 3, just before it moves into the position after Fig. 3 passes the channel 12, is prevented, that it is damaged during extreme working conditions. Because air from the Working chamber 4 is ejected through line 14, the return stroke of hammer piston 3 is secured, because in this way during the return stroke of the drive piston 2 in the working chamber 4 Negative pressure is generated.

Der Bohrhammer arbeitet wie folgt:The hammer drill works as follows:

Wenn der Antriebskolben 2 die Stellung nach Fi g. 1 einnimmt, wird die Arbeitskammer 4 über den Lufteinlaß 21 mit Luft gefüllt. Wenn iich dann der Antriebskolben 2 vorwärts bewegt, wird der Lufteinlaß 21 geschlossen und danach die Luft in der Arbeitskammer 4 komprimiert. Dadurch wird ein Druckgaskissen erzeugt, welches den Hammerkolben 3 gegen das Werkzeug 5 treibt. In der Stellung nach Fi g. 2 schlägt der Hammerkolben auf das Werkzeug und gibt über die Leitung 14 die Verbindung zwischen der Arbeitskammer 4 und dem Raum 27 frei. Auf diese Weise wird erreicht, daß Spülluft in das Bohrloch geblasen wird. Außerdem wird über den Kanal 11 die erste Kammer 22 mit Luft gefüllt. Nachdem der Hammerkolben 3 auf das Werkzeug 5 aufgeschlagen ist, springt er zurück und wird am Ende seines Rückhubes pneumatisch mittels einer Dämpfungsvorrichtung gebremst, die in diesem Fall aus der ersten Arbeitskammer 22 und dem Schlitz 10 besteht.If the drive piston 2 is the position according to Fi g. 1 occupies, the working chamber 4 is on the Air inlet 21 is filled with air. Then, when the drive piston 2 moves forward, the air inlet becomes 21 closed and then the air in the working chamber 4 is compressed. This creates a pressurized gas cushion generated, which drives the hammer piston 3 against the tool 5. In the position according to Fi g. 2 beats the hammer piston on the tool and gives the connection between the working chamber via line 14 4 and room 27 are free. In this way it is achieved that scavenging air is blown into the borehole. In addition, the first chamber 22 is filled with air via the channel 11. After the hammer piston 3 hits the Tool 5 is opened, it jumps back and is pneumatic means at the end of its return stroke braked a damping device, which in this case consists of the first working chamber 22 and the slot 10 consists.

Wenn ein Bohrloch kräftig gespült werden soli, hebt die Bedienungsperson die Bohrmaschine 24 am Handgriff 25 an, so daß das Bohrwerkzeug 5 außer Reichweite des Hammerkolbens 3 gelangt, wie in F i g. 3 dargestellt. Dadurch wird der Hammerkolben 3 beim Vorwärtshub über die normale Schlagstelhng nach Fig.2 hinausgetrieben und mittels <;iner zweiten Dämpfungsvorrichtung pneumatisch gebremst, die in diesem Fall aus der zweiten Kammer 6, dem Schlitz 10 und dem Kanal 12 besteht. Da hierbei Luft auch durch den Kanal 12 gedrückt wird, ergibt sich ein schwächerer Dämpfungseffekt als während des Rückhubes. Durch die Dämpfungsvorrichtung kann der Hammerkolben 3 in der Stellung nach Fig.3 angehalten werden, so da3 der Antriebskolben 2 nui' Luft durch die Leitung 14 und drn Kanal 15 pumpt, um das Bohrloch zu spülen.When a well is to be vigorously flushed, the operator lifts the drill 24 on Handle 25 so that the drilling tool 5 is out of reach of the hammer piston 3, as shown in FIG. 3 shown. As a result, the hammer piston 3 moves beyond the normal stroke position on the forward stroke Fig. 2 driven out and by means of a second Pneumatically braked damping device, which in this case consists of the second chamber 6, the slot 10 and the channel 12. Since air is also pressed through the channel 12, the result is a weaker one Damping effect than during the return stroke. The hammer piston 3 are stopped in the position according to Fig.3, so that3 the drive piston 2 nui 'air through line 14 and pumps in channel 15 to flush the borehole.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Bohrhammer, insbesondere Druckluftbohrhammer, mit einem Maschinengehäuse, einem darin hin- und hergehend bewegbaren Antriebskolben, einem durch den Antriebskolben über ein Druckmittelkissen in einer Arbeitskammer gegen ein Werkzeug treibbaren Hammerkolben, einer ersten pneumatischen Vorrichtung zur Dämpfung des Rückhubes des Hammerkolbens, einer zweiten pneumatischen Vorrichtung zur Dämpfung der Bewegung des Hammerkolbens in Vorwärtsrichtung beim Oberschreiten des normalen Arbeitshubs und zum rückschlagfreien Auffangen des Hammerkolbens in seiner vordersten Endstellung und einer Vorrichtung zur Leitung von Druckmittel aus der Arbeitskammer1. Rotary hammer, in particular pneumatic hammer, with a machine housing, an inside and a moving drive piston, one through the drive piston via a pressure medium cushion in a working chamber against a tool drivable hammer piston, a first pneumatic device for damping the return stroke the hammer piston, a second pneumatic device for damping the movement of the Hammer piston in forward direction when exceeding the normal working stroke and for recoil-free catching of the hammer piston in its foremost end position and a device for the conduction of pressure medium from the working chamber in einen Spülkanal des Werkzeugs, wobei der Druckmittelauslaß aus der Arbeitskammer in den Spülkanal durch den Hammerkolben steuerbar ist, gemäß Patent 23 32 908, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pneumatische Vorrichtung die Bewegung des Hammerkolbens (3) über den Hauptteil des Rückhubes stärker dämpfend ausgebildet ist als die zweite pneumatische Vorrichtung die Bewegung des Hammerkolbens (3) beim Überschreiten des normalen Arbeitshubs.in a flushing channel of the tool, the Pressure medium outlet from the working chamber into the flushing channel can be controlled by the hammer piston, according to patent 23 32 908, characterized in that the first pneumatic device controls the movement of the hammer piston (3) via the The main part of the return stroke is designed to be more damping than the second pneumatic device the movement of the hammer piston (3) when the normal working stroke is exceeded.

2. Bohrhammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pneumatische Vorrichtung aus einer ersten, unmittelbar hinter dem Hammerkolben (3) angeordneten zylindrischen Kammer (22) und einem Schlitz (10) zwischen dem Hammerkolbsn (3) und dem Maschinengehäuse (1) besteht.2. Rotary hammer according to claim 1, characterized in that the first pneumatic device consists of a first, immediately behind the Hammer piston (3) arranged cylindrical chamber (22) and a slot (10) between the Hammer piston (3) and the machine housing (1).

3. Bohrhammer nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite pneumatische Vorrichtung aus einer vor dem Hammerkolben (3) angeordneten zweiten zylindrischen Kammer (6) sowie einem mit dieser verbundenen Auslaßkanal (12) im Maschinengehäuse (1) und dem Schlitz (10) besteht, wobei der Auslaßkanal (12) mit Abstand hinter dem vorderen Ende der zweiten Kammer (6)3. Rotary hammer according to claim I or 2, characterized in that the second pneumatic Device consisting of a second cylindrical chamber (6) arranged in front of the hammer piston (3) as well as an outlet channel (12) connected to this in the machine housing (1) and the slot (10) consists, the outlet channel (12) at a distance behind the front end of the second chamber (6) in diese mündet.flows into this.

4. Bohrhammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (12) mit einem am vorderen Ende der ersten Kammer (22) mündenden Kanal (11) verbunden ist.4. Rotary hammer according to claim 2 or 3, characterized in that the outlet channel (12) with a at the front end of the first chamber (22) opening channel (11) is connected.

5. Bohrhammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (11) Anschluß an die Spülleitungen, -räume und -kanäle (14;27; 15) hat.5. Rotary hammer according to claim 4, characterized in that the channel (11) connection to the Has flushing lines, spaces and channels (14; 27; 15).